JP2014066558A - 光ファイバの偏肉測定方法、光ファイバの偏肉測定装置、光ファイバの製造方法、光ファイバの製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバFの紫外線硬化樹脂2を硬化させるために照射されて、該紫外線硬化樹脂2中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線Uを検出することで得た光検出信号S1に基づいて、該紫外線硬化樹脂2における偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
しかし、同心円上から著しくずれている場合、光ファイバの側圧特性や、耐外傷性などの観点から問題が生じるため、製品製造前に偏肉調整が実施される。
そして、光ファイバが偏肉していると言えるのは、Lmax/Lminが1.5以上(IEC60793−2−50(JIS6835)で規定される光ファイバ裸線1と紫外線硬化樹脂2からなる被覆材との偏心量12.5以上に相当する偏肉1.5以上)を示しているときである。
また、上記特許文献1では、光ファイバに線ブレなどの外乱が発生し、コーティング装置の前後でファイバ位置が変わってしまう場合に、実際には偏肉が発生していないにも関わらず、偏肉しているように測定されてしまうという誤検出が発生する恐れもあった。
また、特許文献2では、偏肉検出部を光ファイバに対して相対的に回転させるための回転機構を組み込む必要があるため、偏肉測定装置全体が複雑になるという問題もあった。
第1の発明は、光ファイバ裸線の周囲に塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線を検出する光検出器が出力した光検出信号に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする光ファイバの偏肉測定方法を提供する。
第2の発明は、前記光検出器から出力された光検出信号を記録し、その変動幅及び周波数の変化から、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする第1の発明の光ファイバの偏肉測定方法を提供する。
第3の発明は、前記光検出器から出力された光検出信号をフーリエ変換して、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする第2の発明の光ファイバの偏肉測定方法を提供する。
第4の発明は、記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の光検出信号を記録する手段として、チャートレコーダを使用することを特徴とする第2又は3の発明の光ファイバの偏肉測定方法を提供する。
第5の発明は、記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の検出は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置との間のファイバ移動経路で行うことを特徴とする第1〜4のいずれか1つの発明の光ファイバの偏肉測定方法を提供する。
第6の発明は、光ファイバ裸線の周囲に塗布された紫外線硬化樹脂に入射されて前記紫外線硬化樹脂中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線を検出する光検出器と、光検出器が出力した光検出信号に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の偏肉揺れの有無を判定する偏肉判定手段と、を具備することを特徴とする光ファイバの偏肉測定装置を提供する。
第7の発明は、前記偏肉判定手段は、前記光検出器から出力された光検出信号を記録し、前記光検出信号の変動幅及び周波数の変化から、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする第6の発明の光ファイバの偏肉測定装置を提供する。
第8の発明は、前記偏肉判定手段は、前記光検出器から出力された光検出信号をフーリエ変換するフーリエ変換器を有し、前記フーリエ変換器からの出力に基づき、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする第7の発明の光ファイバの偏肉測定装置を提供する。
第9の発明は、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の光検出信号を記録する手段として、チャートレコーダを使用することを特徴とする第7又は8の発明の光ファイバの偏肉測定装置を提供する。
第10の発明は、前記光検出器は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置との間のファイバ移動経路に設けられて、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬する光を検出することを特徴とする第6〜9のいずれか1つの発明の光ファイバの偏肉測定装置を提供する。
第11の発明は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布した後、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することにより該紫外線硬化樹脂を硬化させて光ファイバを製造する光ファイバ製造方法であって、前記紫外線硬化樹脂に照射した前記紫外線のうち前記紫外線硬化樹脂中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線を検出する光検出器が出力した光検出信号に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする光ファイバ製造方法を提供する。
第12の発明は、前記光検出器から出力された光検出信号を記録し、その変動幅及び周波数の変化から、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする第11の発明の光ファイバ製造方法を提供する。
第13の発明は、前記光検出器から出力された光検出信号をフーリエ変換して、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする第12の発明の光ファイバ製造方法を提供する。
第14の発明は、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の光検出信号を記録する手段として、チャートレコーダを使用することを特徴とする第12又は13の発明の光ファイバ製造方法を提供する。
第15の発明は、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の検出は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置との間のファイバ移動経路で行うことを特徴とする第11〜14のいずれか1つの発明の光ファイバ製造方法を提供する。
第16の発明は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、該コーティング装置の下流側に設けられて、前記光ファイバ裸線に塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置と、第6〜10のいずれか1つの発明の光ファイバの偏肉測定装置と、を有することを特徴とする光ファイバ製造装置を提供する。
本発明は、光ファイバ裸線の周囲に塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、前記光ファイバ裸線の周囲で硬化する前記紫外線硬化樹脂の偏肉揺れを測定する偏肉測定方法であって、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線を検出することで得た光検出信号をフーリエ変換することにより、該紫外線硬化樹脂における偏肉揺れの有無を判定することを特徴としている。
また、偏肉揺れを判定するための光源として、紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線を利用しており、別途、新たな光源を設置する必要がないので、この点においても、偏肉測定のための構成を簡素化することができる。
まず、図1は本発明に係る光ファイバ製造装置10を示す概略構成図である。図1に例示した光ファイバ製造装置10は、光ファイバ裸線1の周囲に同心円状に紫外線硬化樹脂2を塗布するコーティング装置11と、コーティング装置11の下側及び下流側に設けられて、光ファイバ裸線1に塗布された紫外線硬化樹脂2に紫外線Uを照射する紫外線照射装置12と、を有する。
なお、光ファイバ装置10は、上述したコーティング装置11、紫外線照射装置12及び偏肉測定装置20から構成されるものであり、該偏肉測定装置20は、光ファイバ製造装置10の一部を構成している。
紫外線硬化樹脂2中を伝搬する光の散乱光の強度は、紫外線硬化樹脂2の透過率や色味などの光学特性、ファイバ径、コート径、偏肉などのファイバの寸法及びファイバと検出器との距離に依存する。紫外線硬化樹脂2の透過率や色味などの光学特性は、使用する樹脂の種類や製造ロットの違いなどによって変わり、光強度に影響を与える。しかし、この影響はあらかじめ把握できるものである。
この偏肉測定装置20は、光検出器21と、該光検出器21で検出された光検出信号S1を処理する偏肉判定手段22とから構成される。光検出器21は、コーティング装置11と紫外線照射装置12の間に位置し、光ファイバFの移動経路13(ファイバの移動方向を矢印(イ)で示す)の途中に設けられている。
また、肉厚が厚い箇所である場合には、紫外線Uの散乱光U1が小さくなり光検出器21(具体的には符号21Bの位置の光検出器)にて低いレベルの光検出信号S1が検出される。このときの光検出器21の光検出信号に図2(B)中、符号S1Bを付記する。
ここでは、説明の都合、2台の光検出器21が示されているが、実際には1台の光検出器21にて紫外線Uを検出する。
また、光検出器21では、紫外線照射装置12から照射される紫外線Uの波長に対応した受光素子が使用される他、広い範囲の波長の紫外線を受光した後、フィルタ又は信号処理などにより、紫外線照射装置12から照射される特定波長の紫外線を選択しても良い。
具体的には、図2(B)(C)に示すように、偏肉判定手段22では、フーリエ変換器23では、光検出器21から出力された光検出信号S1(図2(B)参照)をフーリエ変換(FFT)することにより、「各周波数における光検出出力S2の強度」(図2(C)参照)を得る。
なお、紫外線硬化樹脂2の偏肉揺れの判定は、偏肉揺れに該当する特定周波数H1の光検出出力S2を、偏肉判定しきい値A(本例では、偏肉変動がなく線ブレが発生しているときの変動幅(偏肉がない正常な値)を予め確認しておき、該変動幅を考慮した偏肉判定しきい値Aを「5」に設定している)で区切り、該偏肉判定しきい値Aを越えたか否かで行う。すなわち、図2(C)に示されるように、偏肉揺れに該当する特定周波数H1の光検出出力S2が、偏肉判定しきい値Aを越えた場合に、光ファイバ裸線1の周囲に塗布された紫外線硬化樹脂2に偏肉揺れが生じたと判定する。
図3(A)(B)は、光検出器21から出力された光検出信号S1をフーリエ変換(FFT)することにより求めた「各周波数における光検出出力S2の強度」であって、図3(A)は、光ファイバFの「線ブレあり、偏肉揺れなし」を示し、図3(B)は光ファイバFの「線ブレあり、偏肉揺れあり」を示している。
そして、これらの測定結果を参照して分かるように、図3(A)及び図3(B)のいずれも、特定周波数H2において線ブレピークが出現しており、特定周波数H2のピークの有無を検出することで、光ファイバFの線ブレの有無も同様に判定することが可能となる。
偏肉判定手段22は、光検出器21から出力された光検出信号の変動成分(振幅及び周波数)の常時監視、及びその変化を記録することが可能である。
すなわち、偏肉測定装置20は、紫外線硬化樹脂2中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線Uを検出することで得た光検出信号S1をフーリエ変換することにより、該紫外線硬化樹脂2における偏肉揺れの有無を判定する「光ファイバFの偏肉測定方法」(以下、偏肉測定方法という)を実現する。
また、光ファイバ製造装置10では、光ファイバ裸線1の周囲に紫外線硬化樹脂2を塗布した後、該紫外線硬化樹脂2に紫外線Uを照射することにより該紫外線硬化樹脂2を硬化させて光ファイバFを製造する工程において、紫外線硬化樹脂2中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線U1を検出することで得た光検出信号S1をフーリエ変換することにより、該紫外線硬化樹脂2における偏肉揺れの有無を判定する「光ファイバ製造方法」を実現する。
一方、図4中の「○」は、オンライン測定がなされた光ファイバFの部分を取り出して偏心量を測定したオフライン測定結果を示している。このオフライン測定結果「○」を見て分かるように、偏肉揺れが発生している基準値となる「1.5」の偏肉量の出現とともに、オンライン測定では「偏肉揺れ検知」の判定がなされており、高いレスポンスを有する判定処理がなされていることが分かる。
図5での偏肉揺れの測定も、図4での測定と同様であるが、ここでは、比較例「△」として、特許文献2(特開平9−119885号公報)に記載の装置を使用した偏肉揺れ測定の結果を示している。
しかし、比較例では、「△」では、本実施形態に係る実線(実施例)のような、偏肉揺れ検出時における明確な分解能を有さず、分解能及びレスポンスの点で、本実施例に係る測定の方が優れていることが明らかになった。
そして、検出した光検出信号S1をフーリエ変換して、偏肉揺れに該当する特定周波数H1における光検出出力S2の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定すれば、従来のように複数の偏肉検出部、検出部を回転させる機構等を用いることなく、簡易な構成により光ファイバ被覆における長手方向の偏肉揺れを正確に測定することが可能となる。また、偏肉揺れを判定するための光源として、紫外線硬化樹脂2を硬化させるための紫外線Uを利用しており、別途、新たな光源を設置する必要がないので、この点においても、全体構成を簡素化することができる。
またこの構成は、光ファイバ裸線1に塗布された紫外線硬化樹脂2が紫外線照射装置12を通る前に、偏肉の発生を検出できる。
アラーム音出力部、ランプといった報知手段を具備する上述の光ファイバ製造装置は、光検出器21がコーティング装置11と紫外線照射装置12との間のファイバ移動経路13に設けられた構成であれば、偏肉判定手段22が偏肉揺れが生じたと判定したときに、偏肉による不良部分を最小限に抑えることができる。
また、偏肉揺れに加えて、線ブレ揺れに該当する特定周波数H2の光検出出力S2を求めれば、同時に光ファイバFの線ブレの有無を判定することも可能となる。
また、チャートレコーダ以外に、パソコンとモニタの組み合わせにより、光ファイバF製造段階での偏肉揺れを監視しても良い。そして、このようなパソコンとモニタによる偏肉揺れの監視により、作業者が実際の現場で、リアルタイムの偏肉揺れのモニタリングを行えるとともに、その記録をパソコンで取ることで、生産作業後に偏肉揺れの経緯を知ることができる。
偏肉判定手段としては、チャートレコーダ、パソコン等の記録手段に記録された光検出信号のデータに基づいて偏肉揺れの有無を判定する構成も採用可能である。
2 紫外線硬化樹脂
10 光ファイバ製造装置
11 コーティング装置
12 紫外線照射装置
13 ファイバ移動経路
20 偏肉測定装置
21 光検出器
22 偏肉判定手段
23 フーリエ変換器
S1 光検出信号
S2 光検出出力
A 偏肉判定しきい値
F 光ファイバ
H1 特定周波数(偏肉揺れピーク)
H2 特定周波数(線ブレピーク)
U 紫外線
Claims (16)
- 光ファイバ裸線の周囲に塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線を検出する光検出器が出力した光検出信号に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする光ファイバの偏肉測定方法。
- 前記光検出器から出力された光検出信号を記録し、その変動幅及び周波数の変化から、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの偏肉測定方法。
- 前記光検出器から出力された光検出信号をフーリエ変換して、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする請求項2に記載の光ファイバの偏肉測定方法。
- 前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の光検出信号を記録する手段として、チャートレコーダを使用することを特徴とする請求項2又は3に記載の光ファイバの偏肉測定方法。
- 前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の検出は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置との間のファイバ移動経路で行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光ファイバの偏肉測定方法。
- 光ファイバ裸線の周囲に塗布された紫外線硬化樹脂に入射されて前記紫外線硬化樹脂中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線を検出する光検出器と、
光検出器が出力した光検出信号に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の偏肉揺れの有無を判定する偏肉判定手段と、を具備することを特徴とする光ファイバの偏肉測定装置。 - 前記偏肉判定手段は、前記光検出器から出力された光検出信号を記録し、前記光検出信号の変動幅及び周波数の変化から、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする請求項6に記載の光ファイバの偏肉測定装置。
- 前記偏肉判定手段は、前記光検出器から出力された光検出信号をフーリエ変換するフーリエ変換器を有し、前記フーリエ変換器からの出力に基づき、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする請求項7に記載の光ファイバの偏肉測定装置。
- 前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の光検出信号を記録する手段として、チャートレコーダを使用することを特徴とする請求項7又は8に記載の光ファイバの偏肉測定装置。
- 前記光検出器は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置との間のファイバ移動経路に設けられて、前記紫外線硬化樹脂中を伝搬する光を検出することを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の光ファイバの偏肉測定装置。
- 光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布した後、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することにより該紫外線硬化樹脂を硬化させて光ファイバを製造する光ファイバ製造方法であって、
前記紫外線硬化樹脂に照射した前記紫外線のうち前記紫外線硬化樹脂中を伝搬しかつ外部に散乱した紫外線を検出する光検出器が出力した光検出信号に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする光ファイバ製造方法。 - 前記光検出器から出力された光検出信号を記録し、その変動幅及び周波数の変化から、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする請求項11に記載の光ファイバ製造方法。
- 前記光検出器から出力された光検出信号をフーリエ変換して、偏肉揺れに該当する特定周波数の光検出出力を求め、該特定周波数における光検出出力の大きさに基づいて偏肉揺れの有無を判定することを特徴とする請求項12に記載の光ファイバ製造方法。
- 前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の光検出信号を記録する手段として、チャートレコーダを使用することを特徴とする請求項12又は13に記載の光ファイバ製造方法。
- 前記紫外線硬化樹脂中を伝搬した紫外線の検出は、光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置との間のファイバ移動経路で行うことを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の光ファイバ製造方法。
- 光ファイバ裸線の周囲に紫外線硬化樹脂を塗布するコーティング装置と、
該コーティング装置の下流側に設けられて、前記光ファイバ裸線に塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する紫外線照射装置と、
請求項6〜10のいずれか1項に記載の光ファイバの偏肉測定装置と、を有することを特徴とする光ファイバ製造装置。
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